The tiny creature that secretly powers the planet | Penny Chisholm

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TED


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Übersetzung: Lotta Glotta Lektorat: Andreas Herzog
00:12
I'd like to introduce you to a tiny microorganism
0
12760
2840
Ich möchte Ihnen einen winzigen Mikroorganismus vorstellen,
00:16
that you've probably never heard of:
1
16880
1736
von dem Sie vermutlich noch nie gehört haben:
00:18
its name is Prochlorococcus,
2
18640
1976
Er heißt Prochlorococcus,
00:20
and it's really an amazing little being.
3
20640
2200
und er ist wirklich ein erstaunliches kleines Wesen.
00:23
For one thing, its ancestors
4
23680
2896
Zum einen haben seine Vorfahren
00:26
changed the earth in ways that made it possible for us to evolve,
5
26600
3816
die Erde in einer Weise verändert, die unsere Evolution ermöglichte,
00:30
and hidden in its genetic code
6
30440
2056
und in seinem genetischen Code
00:32
is a blueprint
7
32520
1776
versteckt sich ein Bauplan, der uns Wege aufzeigen könnte,
00:34
that may inspire ways to reduce our dependency on fossil fuel.
8
34320
5280
unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern.
00:40
But the most amazing thing
9
40480
1856
Aber das erstaunlichste ist,
00:42
is that there are three billion billion billion
10
42360
2616
dass es drei Milliarden Milliarden Milliarden
00:45
of these tiny cells on the planet,
11
45000
1816
dieser kleinen Zellen auf diesem Planeten gibt
00:46
and we didn't know they existed until 35 years ago.
12
46840
3320
und wir bis vor 35 Jahren nicht von ihrer Existenz wussten.
00:51
So to tell you their story,
13
51280
1456
Um ihre Geschichte zu erzählen,
00:52
I need to first take you way back,
14
52760
2240
muss ich Sie zunächst weit zurückversetzen,
00:55
four billion years ago, when the earth might have looked something like this.
15
55800
3620
vor vier Milliarden Jahre, als die Erde etwa so ausgesehen haben könnte.
01:00
There was no life on the planet,
16
60480
1856
Weder gab es Leben auf der Erde,
01:02
there was no oxygen in the atmosphere.
17
62360
2280
noch Sauerstoff in der Atmosphäre.
01:05
So what happened to change that planet into the one we enjoy today,
18
65320
5656
Was musste passieren, um diesen Planeten in den heutigen zu verwandeln
den wir genießen und auf dem es nur so wimmelt
01:11
teeming with life,
19
71000
1816
01:12
teeming with plants and animals?
20
72840
1640
von Leben, Pflanzen und Tieren?
01:15
Well, in a word, photosynthesis.
21
75480
2280
In einem Wort: Photosynthese.
01:19
About two and a half billion years ago,
22
79080
2096
Vor etwa zweieinhalb Milliarden Jahren
01:21
some of these ancient ancestors of Prochlorococcus evolved
23
81200
3936
entwickelten sich die urzeitlichen Vorfahren des Prochlorococcus,
01:25
so that they could use solar energy
24
85160
2336
die Sonnenenergie verwerten und aufnehmen,
01:27
and absorb it
25
87520
1296
sowie Wasser in seine Bestandteile
01:28
and split water into its component parts of oxygen and hydrogen.
26
88840
5016
Sauerstoff und Wasserstoff zerlegen konnten.
01:33
And they used the chemical energy produced
27
93880
2416
Sie verwendeten die erzeugte chemische Energie,
01:36
to draw CO2, carbon dioxide, out of the atmosphere
28
96320
3896
um der Atmosphäre CO2, Kohlendioxid, zu entziehen,
01:40
and use it to build sugars and proteins and amino acids,
29
100240
3816
und dieses zum Aufbau von Zuckern, Proteinen und Aminosäuren zu nutzen,
01:44
all the things that life is made of.
30
104080
2400
all das, woraus das Leben besteht.
01:47
And as they evolved and grew more and more
31
107560
3096
Als sie sich entwickelten und weiter wuchsen,
01:50
over millions and millions of years,
32
110680
2056
über Millionen und Millionen von Jahren,
01:52
that oxygen accumulated in the atmosphere.
33
112760
3080
reicherte sich dieser Sauerstoff in der Atmosphäre an.
01:57
Until about 500 million years ago,
34
117480
2496
Vor etwa 500 Millionen Jahren war dann genug davon in der Atmosphäre,
02:00
there was enough in the atmosphere that larger organisms could evolve.
35
120000
3696
so dass sich größere Organismen entwickeln konnten.
02:03
There was an explosion of life-forms,
36
123720
1936
Es gab eine Explosion der Lebensformen
02:05
and, ultimately, we appeared on the scene.
37
125680
2560
und schließlich traten wir in Erscheinung.
02:09
While that was going on,
38
129000
1320
Während dies vonstatten ging,
starben einige dieser urzeitlichen Photosynthese betreibenden Organismen.
02:11
some of those ancient photosynthesizers died
39
131440
3216
02:14
and were compressed and buried,
40
134680
1680
Zusammengedrückt und begraben
02:17
and became fossil fuel
41
137160
2096
wurden sie zu fossilen Brennstoffen,
02:19
with sunlight buried in their carbon bonds.
42
139280
4136
mit gespeichtertem Sonnenlicht in ihren Kohlenstoffbindungen.
02:23
They're basically buried sunlight in the form of coal and oil.
43
143440
4680
Sie sind buchstäblich begrabene Sonnenenergie in Form von Kohle und Öl.
02:29
Today's photosynthesizers,
44
149080
1576
Die Triebwerke heutiger Betreiber der Photosynthese
02:30
their engines are descended from those ancient microbes,
45
150680
5656
stammen von diesen urzeitlichen Mikroben,
02:36
and they feed basically all of life on earth.
46
156360
3240
und sie ernähren buchstäblich alles Leben auf der Erde.
02:40
Your heart is beating using the solar energy
47
160440
3336
Ihr Herzschlag verbraucht Sonnenenergie,
02:43
that some plant processed for you,
48
163800
2216
welche eine Pflanze für Sie aufbereitet hat,
02:46
and the stuff your body is made out of
49
166040
2416
die Materie, aus der Ihr Körper besteht,
02:48
is made out of CO2
50
168480
1616
setzt sich aus Kohlendioxid zusammen,
02:50
that some plant processed for you.
51
170120
2440
welches eine Pflanze für Sie aufbereitet hat.
02:53
Basically, we're all made out of sunlight and carbon dioxide.
52
173480
4280
Im Wesentlichen bestehen wir alle aus Sonnenlicht und Kohlendioxid.
02:58
Fundamentally, we're just hot air.
53
178640
2056
Im Grunde sind wir nur heiße Luft.
03:00
(Laughter)
54
180720
2320
(Lachen)
03:04
So as terrestrial beings,
55
184560
1696
Als irdische Wesen
03:06
we're very familiar with the plants on land:
56
186280
3056
sind wir sehr vertraut mit den Pflanzen an Land,
03:09
the trees, the grasses, the pastures, the crops.
57
189360
4616
den Bäumen, den Gräsern, den Weiden, den Feldfrüchten.
03:14
But the oceans are filled with billions of tons of animals.
58
194000
3816
Aber die Ozeane sind gefüllt mit Milliarden Tonnen von Tieren.
03:17
Do you ever wonder what's feeding them?
59
197840
2360
Fragen Sie sich manchmal, wovon diese sich ernähren?
03:21
Well there's an invisible pasture
60
201400
2376
Nun, es gibt eine unsichtbare Weide von mikroskopischen
03:23
of microscopic photosynthesizers called phytoplankton
61
203800
3776
Betreibern der Photosynthese, Phytoplankton genannt,
03:27
that fill the upper 200 meters of the ocean,
62
207600
2640
welche die oberen 200 Meter des Ozeans bevölkern,
03:32
and they feed the entire open ocean ecosystem.
63
212000
3416
und diese ernähren das gesamte ozeanische Ökosystem.
03:35
Some of the animals live among them and eat them,
64
215440
2416
Manche Tiere leben mit ihnen und essen sie,
03:37
and others swim up to feed on them at night,
65
217880
2536
und manche schwimmen hoch, um nachts von ihnen zu essen,
03:40
while others sit in the deep and wait for them to die and settle down
66
220440
3976
während andere in der Tiefe verweilen, warten bis sie sterben und sich absetzen,
03:44
and then they chow down on them.
67
224440
1524
um dann zuzuschlagen.
03:47
So these tiny phytoplankton,
68
227320
3096
Dieses winzige Phytoplankton
03:50
collectively, weigh less than one percent of all the plants on land,
69
230440
4136
wiegt zusammen weniger als ein Prozent aller Pflanzen an Land,
03:54
but annually they photosynthesize as much as all of the plants on land,
70
234600
4296
jedoch betreibt es so viel Photosynthese wie alle Pflanzen an Land,
03:58
including the Amazon rainforest
71
238920
2416
den Amazonas-Regenwald mit eingeschlossen,
04:01
that we consider the lungs of the planet.
72
241360
2200
den wir für die Lungen des Planeten halten.
04:04
Every year, they fix 50 billion tons of carbon
73
244280
3976
Jedes Jahr binden sie 50 Milliarden Tonnen Kohlenstoff
04:08
in the form of carbon dioxide into their bodies
74
248280
3256
in Form von Kohlendioxid in ihren Körpern,
04:11
that feeds the ocean ecosystem.
75
251560
2680
dass das ozeanische Ökosystem ernährt.
04:15
How does this tiny amount of biomass
76
255120
2576
Wie kann diese winzige Menge an Biomasse
04:17
produce as much as all the plants on land?
77
257720
2056
soviel wie alle Pflanzen an Land produzieren?
04:19
Well, they don't have trunks and stems
78
259800
2536
Sie müssen weder Stämme noch Stiele,
04:22
and flowers and fruits and all that to maintain.
79
262360
2936
noch Blumen oder Früchte aufrechterhalten.
04:25
All they have to do is grow and divide and grow and divide.
80
265320
2816
Sie müssen nur wachsen und sich zu teilen, wachsen und sich teilen.
04:28
They're really lean little photosynthesis machines.
81
268160
3600
Sie sind wirklich schlanke kleine Photosynthese-Maschinen.
04:33
They really crank.
82
273519
1201
Sie sind wirklich sehr arbeitswütig.
04:39
So there are thousands of different species of phytoplankton,
83
279400
3896
Es gibt Tausende unterschiedliche Arten von Phytoplankton,
04:43
come in all different shapes and sizes,
84
283320
2176
verschiedener Form und Größe,
04:45
all roughly less than the width of a human hair.
85
285520
3256
alle etwas kleiner als die Breite des menschlichen Haars.
04:48
Here, I'm showing you some of the more beautiful ones,
86
288800
3576
Hier zeige ich Ihnen einige der Schöneren,
04:52
the textbook versions.
87
292400
1480
die Paradebeispiele aus dem Lehrbuch.
04:54
I call them the charismatic species of phytoplankton.
88
294640
3240
Ich bezeichne sie als die Charismatiker des Phytoplanktons.
05:00
And here is Prochlorococcus.
89
300120
3000
Und hier ist Prochlorococcus.
05:04
I know,
90
304120
1536
Ich weiß,
05:05
it just looks like a bunch of schmutz on a microscope slide.
91
305680
2936
es sieht nur wie ein Haufen Dreck auf einem Objektträger aus.
05:08
(Laughter)
92
308640
1576
(Lachen)
05:10
But they're in there,
93
310240
1816
Aber sie sind da drin,
05:12
and I'm going to reveal them to you in a minute.
94
312080
2760
und ich werde sie Ihnen gleich enthüllen.
05:15
But first I want to tell you how they were discovered.
95
315560
3560
Aber zunächst möchte ich Ihnen erzählen, wie sie entdeckt wurden.
Vor etwa 38 Jahren haben wir in meinem Labor
05:20
About 38 years ago,
96
320080
2136
05:22
we were playing around with a technology in my lab called flow cytometry
97
322240
4776
mit der Technologie der Durchflusszytometrie experimentiert,
die eigentlich für die biomedizinische Forschung entwickelt wurde,
05:27
that was developed for biomedical research for studying cells like cancer cells,
98
327040
4480
um z. B. Krebszellen zu untersuchen.
05:33
but it turns out we were using it for this off-label purpose
99
333080
3296
Wir haben sie zweckentfremdet und für die Untersuchung
05:36
which was to study phytoplankton, and it was beautifully suited to do that.
100
336400
3960
von Phytoplankton benutzt, wozu sie sich hervorragend eignete.
05:41
And here's how it works:
101
341480
1776
Und so funktioniert sie:
05:43
so you inject a sample in this tiny little capillary tube,
102
343280
3240
Die Probe wird in das winzige Kapillarröhrchen eingeführt,
05:47
and the cells go single file by a laser,
103
347840
3496
und die Zellen fließen einzeln an einem Laser vorbei,
05:51
and as they do, they scatter light according to their size
104
351360
4056
je nach Größe streuen sie dabei Licht,
05:55
and they emit light according to whatever pigments they might have,
105
355440
3656
und emittieren Licht entsprechend ihrer Pigmentierung,
05:59
whether they're natural or whether you stain them.
106
359120
2616
sei diese natürlich oder eingefärbt.
06:01
And the chlorophyl of phytoplankton,
107
361760
2360
Das Chlorophyll des Phytoplanktons
06:05
which is green,
108
365160
1336
ist grün
06:06
emits red light when you shine blue light on it.
109
366520
3736
und emittiert rotes Licht, wenn es mit blauem Licht angestrahlt wird.
06:10
And so we used this instrument for several years
110
370280
3216
Wir haben dieses Instrument einige Jahre für die Untersuchung
06:13
to study our phytoplankton cultures,
111
373520
1816
unserer Phytoplanktonkulturen benutzt,
06:15
species like those charismatic ones that I showed you,
112
375360
3616
so charismatische Spezies wie die eben gezeigten,
und betrieben Grundlagenforschung zu ihrer Zellbiologie.
06:19
just studying their basic cell biology.
113
379000
2200
06:22
But all that time, we thought, well wouldn't it be really cool
114
382160
2936
All die Zeit dachten wir, dass es toll wäre,
06:25
if we could take an instrument like this out on a ship
115
385120
2816
ein Instrument wie dieses auf ein Schiff mitzunehmen,
06:27
and just squirt seawater through it
116
387960
1696
um damit Meereswasser zu untersuchen,
06:29
and see what all those diversity of phytoplankton would look like.
117
389680
4736
und all die Diversität des Phytoplanktons sichtbar zu machen.
06:34
So I managed to get my hands
118
394440
2096
Es gelang mir, an die "Bohrinsel der Durchflusszytometrie",
06:36
on what we call a big rig in flow cytometry,
119
396560
3216
wie ich sie gern bezeichne, ranzukommen:
06:39
a large, powerful laser
120
399800
2440
Ein großer, leistungsstarker Laser,
mit einer Geld-zurück-Garantie des Herstellers,
06:43
with a money-back guarantee from the company
121
403240
2736
der das Gerät zurücknehmen würde, sollte es auf einem Schiff nicht funktionieren.
06:46
that if it didn't work on a ship, they would take it back.
122
406000
2936
06:48
And so a young scientist that I was working with at the time,
123
408960
3016
Ein junger Forscher, mit dem ich damals arbeitete, Rob Olson,
06:52
Rob Olson, was able to take this thing apart,
124
412000
2576
war in der Lage, es auseinander zu nehmen,
06:54
put it on a ship, put it back together and take it off to sea.
125
414600
3856
es auf ein Schiff zu kriegen, es wieder zusammenzusetzen
und es auf das Meer zu bringen. Es funktionierte wunderbar.
06:58
And it worked like a charm.
126
418480
1336
06:59
We didn't think it would, because we thought the ship's vibrations
127
419840
3136
Das haben wir nicht erwartet, wir dachten, die Schiffsschwingungen
07:03
would get in the way of the focusing of the laser,
128
423000
2376
würden sich auf den Fokus des Lasers auswirken,
07:05
but it really worked like a charm.
129
425400
1656
aber es funktionierte wirklich ganz wunderbar.
07:07
And so we mapped the phytoplankton distributions across the ocean.
130
427080
3496
So kartographierten wir die Verteilung des Phytoplanktons im Ozean.
07:10
For the first time, you could look at them one cell at a time in real time
131
430600
3616
Zum ersten Mal konnte man einzelne Zellen in Echtzeit betrachten,
07:14
and see what was going on -- that was very exciting.
132
434240
2816
und beobachten, was passiert -- das war sehr aufregend.
07:17
But one day, Rob noticed some faint signals
133
437080
3016
Eines Tages fielen Rob schwache Signale auf,
07:20
coming out of the instrument
134
440120
1496
die aus dem Instrument kamen,
07:21
that we dismissed as electronic noise
135
441640
3696
die wir als elektrisches Rauschen abtaten,
07:25
for probably a year
136
445360
2296
und das etwa ein Jahr lang,
07:27
before we realized that it wasn't really behaving like noise.
137
447680
3336
bis wir verstanden, dass es sich nicht wirklich wie Rauschen verhielt.
07:31
It had some regular patterns to it.
138
451040
2160
Es zeigte einige regelmäßigen Muster.
07:34
To make a long story short,
139
454440
1440
Kurz gesagt,
07:36
it was tiny, tiny little cells,
140
456640
2536
Es handelte sich um winzig kleine Zellen,
07:39
less than one-one hundredth the width of a human hair
141
459200
3376
kleiner als ein hundertstel der Breite eines menschlichen Haars,
07:42
that contain chlorophyl.
142
462600
1816
die Chlorophyll enthielten.
07:44
That was Prochlorococcus.
143
464440
1360
Das war Prochlorococcus.
07:47
So remember this slide that I showed you?
144
467040
2760
Erinnern Sie sich an die Folie, die ich vorhin gezeigt habe?
07:50
If you shine blue light on that same sample,
145
470680
2616
Wenn man diese Probe mit blauem Licht bestrahlt,
07:53
this is what you see:
146
473320
1200
sieht man folgendes:
07:55
two tiny little red light-emitting cells.
147
475280
3856
zwei winzig kleine Zellen, die rotes Licht emittieren.
07:59
Those are Prochlorococcus.
148
479160
2120
Das ist Prochlorococcus.
08:02
They are the smallest and most abundant photosynthetic cell on the planet.
149
482760
4040
Es sind die kleinsten und häufigsten photosynthetischen Zellen des Planeten.
08:09
At first, we didn't know what they were,
150
489071
1905
Anfangs wussten wir nicht, was sie waren,
08:11
so we called the "little greens."
151
491000
1776
und nannten sie "Kleine Grünlinge".
08:12
It was a very affectionate name for them.
152
492800
1976
Es war ein sehr liebevoller Name.
08:14
Ultimately, we knew enough about them to give them the name Prochlorococcus,
153
494800
3616
Schließlich wussten wir genug, um ihnen den Namen
Prochlorococcus zu geben, was "Primitive grüne Beere" bedeutet.
08:18
which means "primitive green berry."
154
498440
2216
08:20
And it was about that time
155
500680
1440
Es war zu dieser Zeit,
08:23
that I became so smitten by these little cells
156
503480
2776
als ich mich in diese Zellen verliebte,
08:26
that I redirected my entire lab to study them and nothing else,
157
506280
4120
dass ich die Ausrichtung meines Labors nur ihrer Untersuchung widmete.
08:31
and my loyalty to them has really paid off.
158
511760
3016
Meine Loyalität ihnen gegenüber hat sich wirklich bezahlt gemacht.
08:34
They've given me a tremendous amount, including bringing me here.
159
514800
3560
Sie gaben mir eine erstaunliche Menge, und brachten mich sogar hierher.
08:39
(Applause)
160
519880
5360
(Applaus)
08:45
So over the years, we and others, many others,
161
525799
2976
Im Laufe der Jahre haben wir und viele andere
08:48
have studied Prochlorococcus across the oceans
162
528799
3377
Prochlorococcus quer über die Ozeane studiert
08:52
and found that they're very abundant over wide, wide ranges
163
532200
4576
und herausgefunden, dass sie zahlreich vertreten sind,
08:56
in the open ocean ecosystem.
164
536800
1640
über große Weiten des Ökosystems der Ozeane.
08:59
They're particularly abundant in what are called the open ocean gyres.
165
539680
4096
Besonders reich ist ihr Vorkommen in den sogenannten Ozean-Gyren.
09:03
These are sometimes referred to as the deserts of the oceans,
166
543800
3736
Diese werden manchmal als Meereswüsten bezeichnet,
09:07
but they're not deserts at all.
167
547560
2016
jedoch trifft dies keineswegs auf sie zu.
09:09
Their deep blue water is teeming
168
549600
2536
In dem dunkelblauen Wasser wimmelt es nur so von Prochlorococcus Zellen,
09:12
with a hundred million Prochlorococcus cells per liter.
169
552160
3400
mit 100 Millionen Prochloroccocus pro Liter.
09:16
If you crowd them together like we do in our cultures,
170
556360
2616
Wenn man sie wie in unseren Kulturen dicht aneinander drängt,
09:19
you can see their beautiful green chlorophyl.
171
559000
3536
sieht man ihr wunderschönes grünes Chlorophyll.
09:22
One of those test tubes has a billion Prochlorococcus in it,
172
562560
4616
Eines dieser Gefäße enthält eine Milliarde Prochlorococcus,
09:27
and as I told you earlier,
173
567200
1456
und wie vorhin erwähnt,
09:28
there are three billion billion billion of them on the planet.
174
568680
3176
gibt es drei Milliarden Milliarden Milliarden von ihnen auf dem Planeten.
09:31
That's three octillion,
175
571880
2216
Das sind drei Quadrilliarden,
wenn Sie sich die Mühe der Umrechnung machen möchten.
09:34
if you care to convert.
176
574120
1680
09:36
(Laughter)
177
576480
1696
(Lachen)
09:38
And collectively, they weigh more than the human population
178
578200
3896
Zusammen wiegen sie mehr als die menschliche Bevölkerung
09:42
and they photosynthesize as much as all of the crops on land.
179
582120
3960
und betreiben soviel Photosynthese wie alle Kulturen an Land.
09:47
They're incredibly important in the global ocean.
180
587080
3440
Sie sind unglaublich wichtig in den globalen Ozeanen.
09:51
So over the years, as we were studying them
181
591120
2496
Während wir sie über die Jahre studierten,
09:53
and found how abundant they were,
182
593640
2176
und herausfanden, in welchem Überfluss sie vorkommen,
09:55
we thought, hmm, this is really strange.
183
595840
1936
dachten wir: "Hmmm, das ist seltsam. Wie kann eine einzige Art
09:57
How can a single species be so abundant across so many different habitats?
184
597800
3840
so zahlreich in so vielen unterschiedlichen Lebensräumen vorkommen?"
10:02
And as we isolated more into culture,
185
602640
2016
Indem wir weitere Kulturen isolierten,
10:04
we learned that they are different ecotypes.
186
604680
2136
lernten wir, dass es verschiedene Ökotypen gibt.
10:06
There are some that are adapted to the high-light intensities
187
606840
2896
Es gibt solche, die an hohe Lichtintensitäten
10:09
in the surface water,
188
609760
1256
im oberflächennahen Wasser angepasst sind,
10:11
and there are some that are adapted to the low light in the deep ocean.
189
611040
3576
und solche, die an das wenige Licht der Tiefsee angepasst sind.
10:14
In fact, those cells that live in the bottom of the sunlit zone
190
614640
3576
Die am Grund der lichtdurchfluteten Zone lebenden Zellen betreiben
10:18
are the most efficient photosynthesizers of any known cell.
191
618240
4776
am effizientesten Photosynthese unter allen bekannten Zellen.
10:23
And then we learned that there are some strains
192
623040
2336
Wir lernten, dass es einige Stämme gibt,
10:25
that grow optimally along the equator,
193
625400
3416
die entlang des Äquators optimal wachsen,
10:28
where there are higher temperatures,
194
628840
1736
wo es höhere Temperaturen gibt,
10:30
and some that do better at the cooler temperatures
195
630600
2376
und anderen geht es besser bei niedrigeren Temperaturen,
10:33
as you go north and south.
196
633000
1256
in Richtung Norden oder Süden.
10:34
So as we studied these more and more and kept finding more and more diversity,
197
634280
3696
Während wir also weiter forschten und immer mehr Vielfalt vorfanden
10:38
we thought, oh my God, how diverse are these things?
198
638000
2440
dachten wir: "Mein Gott, wie vielfältig sind diese Dinger?"
10:41
And about that time, it became possible to sequence their genomes
199
641040
3256
Etwa zur gleichen Zeit wurde es möglich, ihr Erbgut zu sequenzieren,
10:44
and really look under the hood and look at their genetic makeup.
200
644320
3600
und wirklich einen Blick unter die Haube auf ihre genetische Struktur zu werfen.
10:49
And we've been able to sequence the genomes of cultures that we have,
201
649280
4416
Wir waren in der Lage, das Erbgut der uns verfügbaren Kulturen zu sequenzieren,
10:53
but also recently, using flow cytometry,
202
653720
2376
und seit neustem, unter Anwendung der Durchflusszytometrie,
10:56
we can isolate individual cells from the wild
203
656120
2856
können wir einzelne Zellen aus dem Meer isolieren
10:59
and sequence their individual genomes,
204
659000
2176
und ihre individuellen Genome sequenzieren.
11:01
and now we've sequenced hundreds of Prochlorococcus.
205
661200
2880
Jetzt haben wir hunderte Prochlorococcus sequenziert.
11:04
And although each cell has roughly 2,000 genes --
206
664840
3936
Und obwohl jede Zelle etwa 2000 Gene hat --
11:08
that's one tenth the size of the human genome --
207
668800
3576
das entspricht einem Zehntel der Größe des menschlichen Genoms --
11:12
as you sequence more and more,
208
672400
1456
je mehr man sequenziert,
11:13
you find that they only have a thousand of those in common
209
673880
4696
desto mehr findet man heraus, dass sie nur tausend Gene gemein haben,
11:18
and the other thousand for each individual strain
210
678600
3096
und die anderen Tausend für jeden individuellen Stamm
11:21
is drawn from an enormous gene pool,
211
681720
2576
einem enormen Genpool entstammen,
11:24
and it reflects the particular environment that the cell might have thrived in,
212
684320
6616
und es spiegelt das Umfeld wieder, in dem die Zellen gedeihen konnten,
11:30
not just high or low light or high or low temperature,
213
690960
2976
nicht nur viel oder wenig Licht, oder hohe oder niedrige Temperatur,
11:33
but whether there are nutrients that limit them
214
693960
2776
sondern auch, ob es Nährstoffe gibt, die sie hemmen,
11:36
like nitrogen, phosphorus or iron.
215
696760
2456
wie Stickstoff, Phosphor oder Eisen.
11:39
It reflects the habitat that they come from.
216
699240
2520
Es spiegelt den Lebensraum wieder, aus dem sie stammen.
11:42
Think of it this way.
217
702400
1200
Stellen Sie es sich so vor:
11:45
If each cell is a smartphone
218
705040
3256
Wenn jede Zelle ein Smartphone ist
11:48
and the apps are the genes,
219
708320
1920
und die Apps die Gene repräsentieren,
11:51
when you get your smartphone, it comes with these built-in apps.
220
711080
3456
wenn Sie Ihr Smartphone bekommen, hat es voreingestellte Apps.
11:54
Those are the ones that you can't delete if you're an iPhone person.
221
714560
3216
Das sind die, die man als iPhone-Person nicht löschen kann.
11:57
You press on them and they don't jiggle and they don't have x's.
222
717800
3056
Man drückt drauf und weder wackeln sie noch haben sie X'e.
Auch wenn man sie nicht will, kann man sie nicht loswerden.
12:00
Even if you don't want them, you can't get rid of them.
223
720880
2616
(Lachen)
12:03
(Laughter)
224
723520
2576
12:06
Those are like the core genes of Prochlorococcus.
225
726120
3136
Sie sind wie das Grundgenom des Prochlorococcus.
12:09
They're the essence of the phone.
226
729280
2056
Sie sind die Essenz des Smartphones.
12:11
But you have a huge pool of apps to draw upon
227
731360
4976
Es gibt jedoch eine große Auswahl an Apps,
12:16
to make your phone custom-designed for your particular lifestyle and habitat.
228
736360
5736
um Ihr Telefon an Ihren besonderen Lebensstil und -raum anzupassen.
12:22
If you travel a lot, you'll have a lot of travel apps,
229
742120
3816
Wenn Sie viel reisen, haben Sie eine Menge Reise-Apps,
12:25
if you're into financial things, you might have a lot of financial apps,
230
745960
4816
wenn Sie sich mit Finanzen beschäftigen, haben Sie vielleicht Finanz-Apps,
12:30
or if you're like me,
231
750800
1536
oder wenn Sie wie ich sind,
12:32
you probably have a lot of weather apps,
232
752360
1936
haben Sie eine Menge Wetter-Apps,
in der Hoffnung, dass wenigstens eine Ihnen sagen wird, was Sie hören wollen.
12:34
hoping one of them will tell you what you want to hear.
233
754320
2616
12:36
(Laughter)
234
756960
1336
(Lachen)
12:38
And I've learned the last couple days in Vancouver
235
758320
2376
In den letzten Tagen in Vancouver habe ich gelernt,
12:40
that you don't need a weather app -- you just need an umbrella.
236
760720
2976
dass man keine Wetter-App braucht -- man braucht nur einen Regenschirm.
12:43
So --
237
763720
1216
12:44
(Laughter)
238
764960
2176
(Lachen)
12:47
(Applause)
239
767160
2696
(Applaus)
12:49
So just as your smartphone tells us something about how you live your life,
240
769880
5936
So wie Ihr Smartphone etwas über Ihr Leben verrät,
12:55
your lifestyle,
241
775840
1296
über Ihren Lebensstil,
12:57
reading the genome of a Prochlorococcus cell
242
777160
2616
so verrät uns das Auslesen des Erbguts einer Prochlorococcus Zelle
12:59
tells us what the pressures are in its environment.
243
779800
4040
etwas über die Zwänge und Belastungen seines Lebensraums.
13:04
It's like reading its diary,
244
784680
1976
Es ist als ob ein Tagebuch uns nicht nur verraten würde,
13:06
not only telling us how it got through its day or its week,
245
786680
3776
wie es Tage oder Wochen überstanden hat,
13:10
but even its evolutionary history.
246
790480
2680
sondern sogar seine Evolutionsgeschichte.
13:14
As we studied -- I said we've sequenced hundreds of these cells,
247
794200
3216
Wie gesagt, wir haben Hunderte dieser Zellen sequenziert,
13:17
and we can now project
248
797440
1856
und können nun die genetische Gesamtgröße --
13:19
what is the total genetic size --
249
799320
4136
den Genpool --
der Prochlorococcus-Föderation vorhersagen, wie wir sie gern nennen.
13:23
gene pool --
250
803480
1216
13:24
of the Prochlorococcus federation, as we call it.
251
804720
3496
13:28
It's like a superorganism.
252
808240
1656
Es ist wie ein Superorganismus.
13:29
And it turns out that projections are
253
809920
2616
Wie sich herausstellt, geht man davon aus,
13:32
that the collective has 80,000 genes.
254
812560
3016
dass das Kollektiv 80 000 Gene zählt.
13:35
That's four times the size of the human genome.
255
815600
2936
Das ist das Vierfache des menschlichen Genoms.
13:38
And it's that diversity of gene pools
256
818560
4416
Es ist diese Vielfalt des Genpools,
13:43
that makes it possible for them
257
823000
2016
die es ihnen ermöglicht,
13:45
to dominate these large regions of the oceans
258
825040
2256
diese riesengroßen Flächen im Meer zu dominieren
13:47
and maintain their stability
259
827320
1736
und ihre Stabilität zu bewahren,
13:49
year in and year out.
260
829080
1920
Jahr ein, Jahr aus.
13:52
So when I daydream about Prochlorococcus,
261
832680
3176
Wenn ich von Prochlorococcus tagträume,
13:55
which I probably do more than is healthy --
262
835880
2456
was ich vermutlich mehr tue als gesund ist --
13:58
(Laughter)
263
838360
1696
(Lachen)
14:00
I imagine them floating out there,
264
840080
3376
Stelle ich mir vor, wie sie da draußen schweben,
14:03
doing their job,
265
843480
1296
ihre Arbeit verrichten,
14:04
maintaining the planet,
266
844800
1536
den Planeten aufrechterhalten,
14:06
feeding the animals.
267
846360
3176
die Tiere füttern.
14:09
But also I inevitably end up
268
849560
2176
Unweigerlich muss ich daran denken,
14:11
thinking about what a masterpiece they are,
269
851760
3416
was für Prachtexemplare sie doch sind,
14:15
finely tuned by millions of years of evolution.
270
855200
3896
fein abgestimmt nach Millionen von Evolutionsjahren.
Mit 2 000 Genen können sie etwas, dessen Mechanismus wir,
14:19
With 2,000 genes,
271
859120
2000
14:21
they can do what all of our human ingenuity
272
861960
2456
trotz all unseres menschlichen Einfallsreichtums,
14:24
has not figured out how to do yet.
273
864440
2256
bis heute nicht auf die Schliche gekommen sind.
14:26
They can take solar energy, CO2
274
866720
2976
Sie nehmen Lichtenergie, Kohlendioxid,
14:29
and turn it into chemical energy in the form of organic carbon,
275
869720
3496
und wandeln es in chemische Energie in Form von organischem Kohlenstoff um,
14:33
locking that sunlight in those carbon bonds.
276
873240
3280
und schließen das Sonnenlicht in diesen Kohlenstoffbindungen ein.
14:37
If we could figure out exactly how they do this,
277
877760
3536
Wenn wir herausfinden könnten, wie genau sie dies tun,
14:41
it could inspire designs
278
881320
3016
könnte es Entwürfe inspirieren,
14:44
that could reduce our dependency on fossil fuels,
279
884360
2936
die unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen reduzieren könnten,
14:47
which brings my story full circle.
280
887320
2800
womit sich der Kreis meiner Geschichte schließt.
14:51
The fossil fuels that are buried that we're burning
281
891160
2896
Die vergrabenen fossilen Brennstoffe, die wir verbrennen,
14:54
took millions of years for the earth to bury those,
282
894080
4816
wurden von der Erde im Laufe von Millionen von Jahren angelegt,
14:58
including those ancestors of Prochlorococcus,
283
898920
3016
den Vorfahren des Prochlorococcus mit inbegriffen,
15:01
and we're burning that now in the blink of an eye
284
901960
2896
und wir verbrennen sie jetzt, in einem Augenblick --
15:04
on geological timescales.
285
904880
1936
im geologischen Zeitmaßstab gesehen.
15:06
Carbon dioxide is increasing in the atmosphere.
286
906840
2896
Kohlendioxid reichert sich in der Atmosphäre an.
15:09
It's a greenhouse gas.
287
909760
1576
Es ist ein Treibhausgas.
15:11
The oceans are starting to warm.
288
911360
2096
Die Meere beginnen sich zu erwärmen.
15:13
So the question is, what is that going to do
289
913480
2736
Somit stellt sich die Frage:
15:16
for my Prochlorococcus?
290
916240
2496
Was wird aus meinem Prochlorococcus?
15:18
And I'm sure you're expecting me to say that my beloved microbes are doomed,
291
918760
4936
Sicherlich erwarten Sie, dass ich sage, dass meine geliebten Mikroben
verdammt sind, aber tatsächlich sind sie es nicht.
15:23
but in fact they're not.
292
923720
1320
15:25
Projections are that their populations will expand as the ocean warms
293
925960
5656
Prognosen zufolge werden sich ihre Populationen vergrößern,
wenn sich die Meere erwärmen,
15:31
to 30 percent larger by the year 2100.
294
931640
3880
um bis zu 30 % im Jahr 2100.
15:36
Does that make me happy?
295
936000
1400
Macht mich das glücklich?
15:38
Well, it makes me happy for Prochlorococcus of course --
296
938320
2656
Nun, natürlich freue ich mich für Prochlorococcus --
15:41
(Laughter)
297
941000
2296
(Lachen)
15:43
but not for the planet.
298
943320
2400
aber nicht für den Planeten.
15:46
There are winners and losers
299
946480
1376
Es gibt Gewinner und Verlierer
15:47
in this global experiment that we've undertaken,
300
947880
3256
in diesem globalen Experiment,
15:51
and it's projected that among the losers
301
951160
2976
und Schätzungen zufolge werden unter den Verlierern
einige der größeren Arten des Phytoplanktons sein
15:54
will be some of those larger phytoplankton,
302
954160
2056
15:56
those charismatic ones
303
956240
1296
diese charismatischen,
15:57
which are expected to be reduced in numbers,
304
957560
2816
von denen erwartet wird, dass ihre Zahl abnehmen wird,
16:00
and they're the ones that feed the zooplankton that feed the fish
305
960400
3496
und sie ernähren das Zooplankton,
das die Fische ernährt, die wir so gern fangen.
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that we like to harvest.
306
963920
1400
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So Prochlorococcus has been my muse for the past 35 years,
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968600
4456
Prochlorococcus war seit 35 Jahren meine Muse,
aber es gibt dort Legionen anderer Mikroben,
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but there are legions of other microbes out there
308
973080
2376
16:15
maintaining our planet for us.
309
975480
2160
die den Planten für uns aufrechterhalten.
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They're out there
310
978360
2056
Sie sind da draußen, bereit, und warten auf uns,
16:20
ready and waiting for us to find them so they can tell their stories, too.
311
980440
4256
um ihre Geschichte ebenfalls erzählen zu können.
16:24
Thank you.
312
984720
1216
Vielen Dank.
16:25
(Applause)
313
985960
5600
(Applaus)
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